C语言变长数组data[0]【总结】

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1、前言

　　

　　今天在看代码中遇到一个结构中包含char data[0]，第一次见到时感觉很奇怪，数组的长度怎么可以为零呢？于是上网搜索一下这样的用法的目的，发现在linux内核中，结构体中经常用到data[0]。这样设计的目的是让数组长度是可变的，根据需要进行分配。方便操作，节省空间。

2、data[0]结构

经常遇到的结构形状如下：

struct buffer{    int data_len;   //长度    char data[0];  //起始地址};

  在这个结构中，data是一个数组名；但该数组没有元素；该数组的真实地址紧随结构体buffer之后，而这个地址就是结构体后面数据的地址（如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小，后面多余的部分就是这个data的内容）；这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。

　　

　　写个程序对比char data[0]，char *data, char data[]，如下所示：

　

 1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <stdint.h> 5  6 typedef struct 7 { 8     int data_len; 9     char data[0];10 }buff_st_1;11 12 typedef struct13 {14     int data_len;15     char *data;16 }buff_st_2;17 18 typedef struct 19 {20     int data_len;21     char data[];22 }buff_st_3;23 24 int main()25 {26     printf("sizeof(buff_st_1)=%u\n", sizeof(buff_st_1));27     printf("sizeof(buff_st_2)=%u\n", sizeof(buff_st_2));28     printf("sizeof(buff_st_3)=%u\n", sizeof(buff_st_3));29 30     buff_st_1 buff1;31     buff_st_2 buff2;32     buff_st_3 buff3;33 34     printf("buff1 address:%p,buff1.data_len address:%p,buff1.data address:%p\n",35         &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data);36 37     printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p\n",38         &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data);39 40     printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p\n",41         &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data);42 43     return 0;44 }

从结果可以看出data[0]和data[]不占用空间，且地址紧跟在结构后面，而char *data作为指针，占用4个字节，地址不在结构之后。

3、实际当中的用法

     在实际程序中，数据的长度很多是未知的，这样通过变长的数组可以方便的节省空间。对指针操作，方便数据类型的转换。测试程序如下：

 1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <stdint.h> 5  6 typedef struct 7 { 8     int data_len; 9     char data[0];10 }buff_st_1;11 12 typedef struct13 {14     int data_len;15     char *data;16 }buff_st_2;17 18 typedef struct 19 {20     int data_len;21     char data[];22 }buff_st_3;23 24 typedef struct 25 {26     uint32_t id;27     uint32_t age;28 }student_st;29 30 31 void print_stu(const student_st *stu)32 {33     printf("id:%u,age:%u\n", stu->id, stu->age);34 }35 36 int main()37 {38     student_st *stu = (student_st *)malloc(sizeof(student_st));39     stu->id = 100;40     stu->age = 23;41 42     student_st *tmp = NULL;43 44     buff_st_1 *buff1 = (buff_st_1 *)malloc(sizeof(buff_st_1) + sizeof(student_st));45     buff1->data_len = sizeof(student_st);46     memcpy(buff1->data, stu, buff1->data_len);47     printf("buff1 address:%p,buff1->data_len address:%p,buff1->data address:%p\n",48         buff1, &(buff1->data_len), buff1->data);49 50     tmp = (student_st*)buff1->data;51     print_stu(tmp);52 53     buff_st_2 *buff2 = (buff_st_2 *)malloc(sizeof(buff_st_2));54     buff2->data_len = sizeof(student_st);55     buff2->data = (char *)malloc(buff2->data_len);56     memcpy(buff2->data, stu, buff2->data_len);57     printf("buff2 address:%p,buff2->data_len address:%p,buff2->data address:%p\n",58         buff2, &(buff2->data_len), buff2->data);59 60     tmp = (student_st *)buff2->data;61     print_stu(tmp);62 63     buff_st_3 *buff3 = (buff_st_3 *)malloc(sizeof(buff_st_3) + sizeof(student_st));64     buff3->data_len = sizeof(student_st);65     memcpy(buff3->data, stu, buff3->data_len);66     printf("buff3 address:%p,buff3->data_len address:%p,buff3->data address:%p\n",67         buff3, &(buff3->data_len), buff3->data);68 69     tmp = (student_st*)buff1->data;70     print_stu(tmp);71 72     free(buff1);73 74     free(buff2->data);75     free(buff2);76 77     free(buff3);78     free(stu);79     return 0;80 }

程序执行结果如下：
  采用char *data，需要进行二次分配，操作比较麻烦，很容易造成内存泄漏。而直接采用变长的数组，只需要分配一次，然后进行取值即可以。

 

参考资料：

http://blog.csdn.net/maopig/article/details/7243646